上市新贵津膜科技：膜产品发展的思考

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膜技术作为水处理行业的一项新技术，近几十年来取得了长足的进步。作为膜处理领域的上市新贵，天津膜技术加大了技术研发投入，加大了市场开发力度，在激烈的市场竞争中保持了领先地位，并不断创造良好的业绩。在“2013(第七届)环境技术论坛”上，天津膜技术有限公司工程师王海涛从膜制造商的角度分享了他对膜产品发展的思考。他指出，膜技术的快速发展一方面依赖于膜分离技术的优势，即它具有浓缩和分离的双重效果，操作简单，无污染，另一方面依赖于膜分离技术的支撑材料的优势。

在谈到膜材料的分类时，王海涛指出膜材料可以分为有机高分子材料和无机材料，其中前者是主流，主要包括醋酸纤维素(ca)、聚醚砜(pes)、聚丙烯腈(pan)、聚乙烯(pvc)、聚偏氟乙烯(pvdf)等。同时，他指出聚偏氟乙烯具有耐热性、化学稳定性、耐辐射性、良好的物理机械性能、高抗污染性、耐酸碱性、抗氧化性、单位膜面积水通量大、低压操作等优点。目前，聚偏氟乙烯已经成为一种性能优异的分离膜，并得到了广泛的应用。

图为天津膜技术有限公司工程师王海涛

膜产品的性能取决于哪些方面？

膜材料、膜制造方法和膜组件结构

不同的膜材料和不同的膜生产工艺将直接影响膜丝的产品性能。同时，膜组件的结构也在一定程度上决定了膜产品的性能，而膜产品的性能也决定了其适用的领域。王海涛指出，以中空纤维膜为例，由于其可以自支撑且膜组件中膜丝的堆积密度高，因此可以进行超滤和微滤，其中，中空纤维膜组件广泛应用于城市污水、供水、石化废水处理和食品工业废水的浓缩、净化和分离。

什么是薄膜纺丝过程？

溶液纺丝(nips)、熔融纺丝(tips)和复合纺丝

王海涛介绍了三种膜纺丝工艺，第一种是溶液纺丝，即湿法纺丝，这是目前的主流纺丝工艺。普通的聚偏氟乙烯、聚醚砜和聚氯乙烯都是用这种工艺生产的，有代表性的制造商有陶氏、西门子、诺瑞、鹦哥、天津膜技术和李生。该方法制备的膜支撑层疏松，过滤层致密，因此膜阻力小，通量大，表面孔径小，抗污染性能好；其缺点是纵向抗拉强度和径向耐压性差，在恶劣的工程环境中容易断裂，因此更适用于浸没式膜过滤；

其次，熔融纺丝，即热致相转化膜法，是主要的成膜材料，pvdf，主要的代表性薄膜制造商是Asahi Kasei。其优点是膜强度高，但也存在膜阻力大、表面孔径大、抗污染性能差的缺点，更适合于压力膜过滤；

第三种是复合纺丝法，这是一种非均相涂布法，使用聚酯织物和其他材料作为表面涂层的增强材料。涂层材料为pvdf，代表三菱、通用和碧水园。通过这种方法制备的膜由于支撑层的存在而具有高强度，但是也存在内层和外层剥离的风险，这更适合mbr工艺。

如何实现膜过程的优化组合？

均匀增强介质空纤维膜

如何将溶液纺丝的优异分离性能和抗污染性能与热致相分离的优异机械性能结合起来？王海涛说，Jin膜技术结合这两种膜产品的特点，成功开发了均相增强介质空纤维膜。它具有通过熔融法纺丝的多孔支撑层，这赋予产品优异的机械性能；具有湿法纺丝分离层，赋予产品良好的保留精度和抗污染能力，孔径为0.03~0.05微米；同时，支撑层和分离层之间有良好的界面结合层，可以有效避免皮芯分离的问题。

膜制造商如何优化膜产品在工程中的应用？

改善和优化膜产品结构，采用一体化膜单元，并匹配合适的辅助系统和操作流程

王海涛指出，膜制造商不仅要从膜产品本身来改进膜，还要优化膜产品的结构，使膜朝着高通量、低能耗、抗污染的方向发展。决定膜产品结构特性的因素主要包括膜组件的长度和直径、进出水方式、膜组件中膜丝的填充方式和密度以及膜组件内部的布水结构。

膜制造商开发各种膜组件，并将其应用于不同领域。王海涛介绍说，“每一种膜产品都不是以单一的形式应用到项目中的。膜制造商将通过集成单元模式将膜产品应用到项目中。集成膜组件可以降低工程安装难度，增加膜包装密度，减少占地面积，同时最大限度地提高生产能力，降低工程投资成本。”

此外，王海涛指出，简单的膜组件产品不能大规模应用于现有的水处理项目，应包括膜组件、辅助系统和配套的操作流程，如管道、泵、阀门、仪表、自动控制系统、机架等辅助系统。此外，合理的膜操作工艺也是大规模应用的必要条件。目前主流的膜分离工艺包括连续膜过滤系统和浸没式膜过滤系统。

最后，王海涛总结出优化膜产品在水处理过程中的应用效果主要包括以下三个方面:第一，开发新的膜材料和制膜工艺，根据不同的使用条件开发不同过滤精度的膜产品，高强度、高通量和抗污染的膜丝是水处理过程的最终要求。其次，优化膜组件的结构，充分发挥膜丝的过滤性能，合理、高度集成的膜组件有助于降低投资成本。第三，根据不同的使用条件，匹配合适的膜组件运行流程，保证膜产品高效稳定运行，实现运行成本最小化和产品水质高标准。